Tipos de antenas para audio inalámbrico: guía básica

Hoy en día es rara la aplicación en directo en la que no tenemos que enfrentarnos a sistemas inalámbricos, por lo que es bueno conocer cómo funcionan y saber qué nos aporta cada uno, sobre todo en el caso de las antenas. Hay muchos tipos, y son las que van a marcar en gran medida la eficiencia de nuestro sistema.

Tipos de antenas omnidireccionales

Son las que con más frecuencia nos vamos a encontrar en el día a dia. Podemos diferenciar dos tipos.

Antenas de 1/4 de la longitud de onda monopolo

Sólo deben ser usadas cuando podamos montarlas directamente al receptor o distribuidor, dado que no permiten su posicionamiento remoto. Para poder realizar una recepción adecuada requieren de un plano de tierra (ground plane), el cual se recomienda que sea una superficie reflectante aproximadamente del mismo tamaño de la antena en al menos una dimensión.

Son las antenas que encontramos en la mayoria de transmisores de micrófonos de diadema, solapa... así como en los in-ears. Como su nombre indica, miden 1/4 de la longitud de la onda que captamos.

Antenas de 1/2 de longitud de onda dipolo

Este tipo de antenas no necesitan plano de tierra, por lo que se pueden montar de manera remota. En teoría tienen 3 dbi más de ganancia frente a las de 1/4, aunque en la práctica pocas veces se cumple.

Si no necesitamos poner de manera remota nuestras antenas, no tenemos porque cambiarnos a estas.

Debemos recordar siempre que estas antenas tienen un patrón polar omnidireccional, por lo que no tiene ningún sentido apuntar su extremo hacia nuestra fuente transmisora, lo cual es muy habitual. Vamos a verlo.

Nuestra antena omni en este caso sería la z. No debemos orientar el extremo de esta z (nuestra antena) a la fuente transmisora, dado que su patrón polar no actúa de esa manera como se puede ver en la imagen.

Si queremos tener una buena recepción con nuestras antenas omni bastará con:

• Orientarlas a la fuente transmisora respecto a su patrón polar.
• Ponerlas a una altura suficiente que evite obstáculos que puedan perjudicar a la recepción.
• Separar las antenas 1/4 de la longitud de onda de nuestra onda a captar (aproximadamente) para tener una buena recepción diversity.
• Si estamos trabajando con varios receptores —cada uno con sus propias antenas— y queremos separarlos para que no interactúen entre ellos, siempre sera más eficiente separarlos verticalmente que horizontalmente.
• Cuando usemos más de 4 sistemas inálmbricos es recomendable plantearnos usar un antenna splitter.

Tipos de antenas unidireccionales

Para ciertas aplicaciones donde necesitamos cubrir grandes distancias, debemos sacrificar la cobertura que nos entregan las antenas omnidireccionales a cambio de una mayor ganancia.

Log periodic antenna

Es uno de los tipos de antenas más extendidos a dia de hoy. Seguramente por el nombre no nos suene tanto, pero después de ver esta foto seguro que sí:

Estas antenas tienen una sensibilidad proporcional que va disminuyendo según nos acercamos al final de la antena. Tienen buen rechazo frente a interferencias externas que no están en su rango de captación. Aun así, debemos tener en cuenta que estas antenas dentro de su rango de captación amplifican por igual la señal de RF que captan, por lo que si tenemos una interferencia dentro de nuestro rango a captar tambien se va a amplificar. En ese caso, nos puede interesar un RF filter.

Ejemplo: tenemos una antena de este tipo que capta el rango de 470 MHz a 690 MHz. Si tenemos nuestro micrófono en 500 y una interferencia en 550, ambos se van a amplificar.

Suelen aportar una ganancia de 7dbi aproximadamente.

Recomendaciones

• Si usamos un amplificador de antena, siempre debemos situarlo en la propia antena (como se ve en la imagen anterior), dado que si lo colocamos en el receptor estamos amplificando también todo el ruido que se pueda inducir a lo largo del cable, además de amplificar una señal más débil debido a las pérdidas producidas por la longitud del cable.

• Para que la técnica diversity sea efectiva, debemos separar nuestras antenas al menos 1/4 de la longitud de onda a captar.
• No se deben separar demasiado las antenas, ya que se pueden ver afectadas por interferencias externas distintas. Podría darse el caso de que nuestro receptor seleccione la antena B, que tenga más nivel de RF (debido a las interferencias que sufre en su posición) pero menos audio; es decir: no se cumple la técnica diversity de manera efectiva.
• Nunca colocar las antenas receptoras demasiado cerca de nuestro transmisor, dado que podemos tener RF overload.
• Colocarlas siempre en alto, libres de obstáculos-
• Tener al menos unos 20 MHz de espacio entre el rango de antenas receptoras y transmisoras.
• Nunca poner las antenas transmisoras y receptoras demasiado cerca.
• Usar siempre cable de 50 ohmnios, si es posible RG-8x.
• Cuando decidamos introducir un amplificador de RF en nuestra cadena, debemos ser coherentes. Es decir, si estoy perdiendo 8 dbs debido a que pongo un cable de 20 metros cuando me valdría usar uno de 10, será mas lógico cambiar el cable que poner un booster. Debemos saber siempre qué pérdidas nos está produciendo el cable.

Antena helicoidal

Este tipo de antenas están ganando gran popurlaridad gracias a su uso en sistemas de in-ear (como antena transmisora).

Combinan la alta ganancia con un amplio rango de frecuencia. De hecho, tienen unos 12 dbi de ganancia respecto a los 7 de la log periodic. A cambio, la cobertura es algo más estrecha: unos 60 grados respecto a los 120 que nos pueden ofrecer las log periodic.

Su uso extendido en in ears se debe a que estas antenas no discriminan respecto a la polarización. Es decir, debido a su transmisión circular, trabaja bien con antenas orientadas tanto horizontal como verticalmente. Y esto es muy importante, dado que el 95% de los in ear tienen antenas de 1/4 de longitud de onda, de polarización fija, y eso causaba que cualquier movimiento del receptor generase drop outs. Con las antenas helicoidales dado su radiación de 360 º evitamos esto.

Aparte de todo esto, es muy importante tener herramientas que nos permitan saber cómo está de saturado el espectro donde queremos poner nuestras frecuencias, dado que aunque tengamos nuestras antenas bien colocadas, cualquier interferencia con mayor potencia de transmisión que nosotros nos va a tirar todo el trabajo por la borda. Pero eso da para otro tutorial.

Por último, aunque estas antenas son las más utilizadas, hoy en dia existen un sinfín de antenas con distintas carácteristicas. Por poner un ejemplo, este modelo nos aisla de interferencias externas creando una especie de "cueva F" en el escenario: